第11章 精细化化工发展新动向

第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向共五十三页11.1概述(ɡàishù)第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向多年来，世界各国化学工业都将精细化工作为石油和化学工业发展的战略重点之一，同时也将精细化工发展作为衡量一个国家综合国力与综合技术水平的标志。经过近两个世纪，精细化工得到极大的发展，特别是20世纪50～60年代以来，随着科学技术和石油化工的发展，精细化工的发展速度超过人们所料，新兴门类、新品种犹如雨后春笋。它们的功能和专用性不断得到用户的认可，同时用户也不断地提出了新的要求，与时俱进，这又促进了精细化工的发展。共五十三页11.2乙烯工程(gōngchéng)与精细化工的发展第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向我国乙烯生产已有50年的历史，从1962年我国第一套乙烯装置在兰州炼油厂建成5250吨/年投产，到2001年乙烯生产能力已达480万吨/年，居世界第7位。目前，中国乙烯装置能力与产量有较大提高。2010年中国乙烯的生产能力排名世界第二位，见表11-1。10.2.1我国乙烯的大发展共五十三页11.2乙烯工程(gōngchéng)与精细化工的发展第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向表11-12010年世界主要国家与地区乙烯世界排名10.2.1我国乙烯的大发展共五十三页11.2乙烯工程(gōngchéng)与精细化工的发展第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向为优化乙烯行业布局、提升产业集中度和竞争力、引导乙烯行业朝着“大型化、一体化、基地化”方向发展。“十二五”规划要求：（1）要继续做强做大长三角、珠三角、环渤海石化产业群，建设中西部乙烯基地，改造提升东北地区乙烯工业。（2）新建乙烯项目必须要有充足优质的原料供应。（3）加快现有乙烯装置技术升级与扩能改造步伐，不断优化工艺参数和乙烯裂解原料，提高装置规模和氢气、乙烯、丙烯、丁二烯、苯等高附加值产品的总收率，降低单位产品能耗。（4）不断优化和调整原料路线，降低乙烯生产成本。10.2.1我国乙烯的大发展共五十三页11.2乙烯工程(gōngchéng)与精细化工的发展第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向根据“十二五”规划，广东提出要全力完成《加快转型升级、建设幸福广东》的核心任务，加快沿海石化产业带的建设，即建设四个石化产业基地。10.2.1我国乙烯的大发展茂湛石化基地1惠州大亚湾石化基地2广州石化基地3揭阳石化基地4共五十三页11.2乙烯工程与精细化工(jīnɡxìhuàɡōnɡ)的发展第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向乙烯资源是指从乙烯裂解装置中出来的裂解气体经分离及初步处理后所能得到的各种基础物料，主要是C1～C9等组分，其中有：甲烷、氢气、苯乙烯、丁二烯、C3、C4、C5～C9、甲苯、混合二甲苯、芳烃抽余油等。10.2.1充分利用乙烯资源，大力发展精细化工共五十三页11.2乙烯工程与精细化工(jīnɡxìhuàɡōnɡ)的发展第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向大力开发以乙烯资源为基础的新原料领域，精细化工的发展有赖于原料的供应，否则精细化工就成了无米之炊。因此，利用乙烯资源适当先上一些精细化工原料项目是十分必要的。10.2.1充分利用乙烯资源，大力发展精细化工环氧乙烷1苯酚、丙酮以苯与丙烯2壬基酚3甲基叔丁基醚4丙烯腈5共五十三页11.2乙烯(yǐxī)工程与精细化工的发展第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向大力开发以乙烯资源为基础的新原料领域，精细化工的发展有赖于原料的供应，否则精细化工就成了无米之炊。因此，利用乙烯资源适当先上一些精细化工原料项目是十分必要的。10.2.1充分利用乙烯资源，大力发展精细化工丁、辛醇6顺酐7苯酐8双环戊二烯9异戊二烯10共五十三页11.3表面活性剂的发展(fāzhǎn)与化妆品的未来第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.3.1.1作为清洁用的低刺激表面活性剂

在日用化工中作为清洁用的个人用品主要有香波、沐浴露和洗面奶等。除了要求它们具有清洁、发泡、润湿功能外，目前主要考虑的是对皮肤的温和性，要求表面活性剂不损伤表皮细胞，不对皮肤的蛋白质发生作用，不渗透或少渗透到皮肤中去，不溶出皮肤中有效成分，使皮肤油脂及皮肤本身保持正常状态。10.3.1适用于化妆品发展的表面活性剂共五十三页11.3表面活性剂的发展(fāzhǎn)与化妆品的未来第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.3.1.2作发用调理剂的表面活性剂护发素、润丝一类的头发调理产品中，阴离子表面活性剂是主要的调理成分。这类阴离子表面活性剂，最普遍应用的是单烷基及双烷基季铵盐类，即C16～C18单烷基季铵盐、双C16～C18烷基季铵盐及烷基苄基季铵盐。10.3.1适用于化妆品发展的表面活性剂共五十三页11.3表面(biǎomiàn)活性剂的发展与化妆品的未来第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.3.1.3化妆品用的乳化剂在化妆品中，重要的乳液有如下几种：大乳液：O/W、W/O、液晶相、多重乳液；三相乳液：W/O/W、O/W/O；微乳液：细小粒子乳液。10.3.1适用于化妆品发展的表面活性剂共五十三页11.3表面(biǎomiàn)活性剂的发展与化妆品的未来第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.3.1.3绿色环保型表面活性剂可持续发展已成为人类科研和生产的重要课题，绿色化学是当今国际化学学科的研究前沿。从环保观点来看，它是从源头上消除污染；从经济观点看，它是综合利用资源和能源，降低生产成本的有效途径。开发具有“绿色产品”称号的表面活性剂是引人注目的领域。10.3.1适用于化妆品发展的表面活性剂共五十三页11.3表面活性剂的发展(fāzhǎn)与化妆品的未来第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.3.2.1化妆品产品的高科技化化妆品的高科技化主要表现在以下方面。（1）开发新的化妆品原料采用绿色环保型的表面活性剂，同时生物化学的活性物质在化妆品中已广为应用。（2）新技术的不断涌现由于精细化工有机合成技术的进步和发展，各种低刺激性、极温和的阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂、具有良好的乳化作用的新型乳化剂及优质的增稠剂、滋润剂等不断推出。（3）提取和制造设备的现代化不断采用先进的生产工艺，应用高新技术方法。10.3.2化妆品的未来共五十三页11.3表面活性剂的发展(fāzhǎn)与化妆品的未来第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.3.2.2化妆品的新产品不断更新换代根据国际50家知名化妆品企业的统计，20世纪70年代一个企业开发新的化妆品系列产品1年不到1个，20世纪80年代1～2个，20世纪90年代前期为2～3个，而近几年，每年开发的已经达到5个以上，这些数字说明产品的开发周期越来越短，新产品进入市场的速度越来越快，其竞争也越来越激烈。10.3.2化妆品的未来共五十三页11.3表面(biǎomiàn)活性剂的发展与化妆品的未来第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.3.2.3向环保型、天然型、功能型方向发展化妆品的研究和生产正朝着绿色产品方向发展，保护环境、确保人体安全已成为必备条件。顺应“绿色产品、天然产品”的潮流，大力采用天然原料、天然的添加剂（如天然植物提取液、中草药提取液、动物提取液以及生物工程制剂等），已成为化妆品发展的必然趋势。10.3.2化妆品的未来共五十三页11.4新型功能(gōngnéng)高分子和智能材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向当前高技术新材料发展的趋势和特点表现为：①单一材料向多种材料扬长避短的复合化；②结构材料和功能材料整体化；③材料多功能的集成化；④功能材料和器件一体化；⑤材料制备加工智能化、敏捷化；⑥材料科技微型化、纳米化（从下至上）；⑦材料的制备和功能仿生化；⑧材料产品多元化、个性化；⑨材料设计优选化、创新化；⑩材料研究开发环境意识化、生态化；10.4.1新型功能高分子材料的发展共五十三页11.4新型功能高分子和智能材料(cáiliào)发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向一般是按其功能特性和应用特点进行分类，参见表11-2。10.4.1新型功能高分子材料的发展共五十三页11.4新型功能(gōngnéng)高分子和智能材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向目前，在新材料领域中，正在形成一门新的分支学科——智能材料，也有人称为机敏材料。所谓智能材料是指对环境可感知且可响应，并具有功能发现能力的新材料。它与普通功能材料的区别在于它具有反馈功能，与仿生和信息密切相关，其先进的设计思想被誉为材料学史上的一大飞跃，已引起世界各国政府和多种学科科学家的高度重视。10.4.2智能材料的发展动向共五十三页11.5电子信息化学品发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向电子信息化学品具有以下特点：10.5.1电子信息化学品的特点与分类品种多1更新快2批量小3增值高4超纯5超净6共五十三页11.5电子信息化学品发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向按产品的用途可分为以下18大类：基材、抛磨材料、光致抗蚀剂和配套试剂、酸及蚀刻剂、清洗剂及溶剂、高纯金属、超大规模集成电路生产用超净高纯试剂、磁记录技术材料、高纯特种气体及MO源、掩模板、掺杂剂、封装材料、镀覆化学品、液晶显示器件用材料、浆料、电子专用胶黏剂、超纯水制备用化工材料、层间绝缘膜和表面保护膜材料。10.5.1电子信息化学品的特点与分类共五十三页11.5电子信息化学品发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向表11-3电子信息化学品的分类与品种（日本）10.5.1电子信息化学品的特点与分类共五十三页11.5电子信息化学品发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向（1）电子信息化学品发展速度迅猛。（2）电子信息产业是目前发展最为迅速的高新技术产业电子信息产业水平已成为衡量一个国家综合水平的重要标志之一。（3）电子工业的发展趋势是高均匀性、高完整性、规模化、多功能化、片式化、高集成化、电子化学品的发展趋势与电子工业的发展紧密相连。（4）在高纯试剂的发展方向上，重点进行适用于0.2～0.6μm工艺技术的超净高纯试剂的研究开发，同时开展0.09～0.20μm工艺技术加工所需超净高纯试剂的前期研究。（5）溶胶凝胶和新的载体材料的开发将是今后的发展方向。10.5.2电子信息化学品发展动向共五十三页11.6纳米技术(nàmǐjìshù)与纳米材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.1.1纳米和纳米结构纳米（nanometer）是一个长度单位，1nm=10-3μm=10-9m，通常界定1～100nm的体系称为纳米体系。由于这个微尺度空间约等于或略大于分子的尺寸上限，恰好能体现分子间强相互作用，因此具有这一尺度的物质粒子的许多性质均与常规物质的相异，甚至发生质变。10.6.1纳米和纳米结构、纳米技术与纳米材料共五十三页11.6纳米技术(nàmǐjìshù)与纳米材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.1.2纳米技术

所谓纳米技术是指纳米材料和物质的获得技术、组合技术以及纳米材料在各个领域的应用技术。纳米技术是一门以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，是现代科学（量子力学、分子生物学）和现代技术（微电子技术、计算机技术、高分辨显微技术和热分析技术）结合的产物。10.6.1纳米和纳米结构、纳米技术与纳米材料共五十三页11.6纳米技术(nàmǐjìshù)与纳米材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.1.3纳米材料广义上，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料，即纳米材料是物质以纳米结构按一定方式组装成的体系，或纳米结构排列于一定基体中分散形成的体系，包括纳米超微粒子、纳米块体材料和纳米复合材料等。换句话说，纳米材料是指组织或晶粒结构在1～100nm尺度的材料，该尺度处于原子簇和宏观物体之间，其所具有的独特性质如体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应使得纳米材料在力学、电学、磁学、热学、光学和化学活性等领域的研究及其在工程学、材料学等方面的应用逐步拓展与深入。10.6.1纳米和纳米结构、纳米技术与纳米材料共五十三页11.6纳米技术与纳米材料发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.1.3纳米材料组成纳米材料的基本单元在维数上可分为三类：①零维指在空间三维尺寸均在纳米尺度内，如纳米尺度颗粒、原子簇等；②一维指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等；③二维是指在三维空间中有一维处于纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。10.6.1纳米和纳米结构、纳米技术与纳米材料共五十三页11.6纳米技术与纳米材料(nàmǐcáiliào)发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向下面简单介绍几类常见的制备方法。10.6.2纳米材料的制备方法真空冷凝法1机械球磨法2气相沉积法3化学沉淀法4共五十三页11.6纳米技术(nàmǐjìshù)与纳米材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向下面简单介绍几类常见的制备方法。10.6.2纳米材料的制备方法水热合成法5溶胶凝胶法6原位生成法7共五十三页11.6纳米技术与纳米材料(nàmǐcáiliào)发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.3.1纳米结构研究的进展和趋势纳米结构体系与新的量子效应器件的研究取得20世纪末引人注目的新进展，与纳米结构组装体系相关的单电子晶体管原型器件在美国研制成功，它却代表了纳米材料发展的一个重要趋势，从这个意义上来说，纳米结构和量子效应原理性器件是目前纳米材料研究的前沿，并逐渐用自己制造的纳米微粒、纳米管、纳米棒组装起来营造自然界尚不存在的新的物质体系，从而创造新的奇迹。10.6.3纳米材料的发展动向共五十三页11.6纳米技术与纳米材料发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.3.2金属纳米晶体材料的新进展纳米晶体材料的应用研究尚处于探索阶段，世界各国对纳米材料的应用抱有极大的兴趣，目前纳米尺寸微粉（金属及陶瓷）已在工业上开始得到应用，如作为化工催化材料，敏感（气光）材料，吸波材料，阻热涂层材料，陶瓷的扩散连接材料等。但三维尺寸纳米晶体材料的应用尚待进一步开发。10.6.3纳米材料的发展动向共五十三页11.6纳米技术(nàmǐjìshù)与纳米材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.3.3纳米硅基陶瓷粉及其应用发展前景（1）价格能被市场接受的纳米基粉的商业化生产技术。（2）高性能纳米复合硅基陶瓷能在高温、磨损、腐蚀、氧化等苛刻工作条件下的制品产业化，如纳米复合陶瓷轴承，化工高温耐磨密封件，纳米复合陶瓷刀具等。（3）以Si/C/N、Si3N4为代表的高性能纳米陶瓷，具有耐低温和超塑性。（4）纳米硅基粉作为功能材料在多种工业领域内的应用。10.6.3纳米材料的发展动向共五十三页11.6纳米技术与纳米材料(nàmǐcáiliào)发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.3.4有机、无机纳米复合材料研究的展望（1）如何能在分子基础上研究复合材料的特异性能，是当今科学工作者所面临的一大课题。（2）超晶格有机、无机纳米复合物是很有发展前途。（3）复合体系的形态和微相分离的程度对最终复合体的性能有重要的影响。（4）利用改性后的无机纳米微粒以及用已有的高分子、无机纳米复合物与高分子共混。10.6.3纳米材料的发展动向共五十三页11.6纳米技术与纳米材料发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.3.5纳米医用材料的发展趋势生物医学材料正在发生革命性变化，21世纪的生物医学材料的主要研究内容将是有生命活性的材料，利用生物学原理可以设计和制造真正的仿生材料。纳米材料在21世纪很可能成为生物医用材料的核心材料，这是因为现在生物体的骨骼、牙齿、筋、腿等都发现有纳米微粒形成具有纳米结构的材料。从仿生的观点看，纳米生物医学材料的研究是重要的发展方向。10.6.3纳米材料的发展动向共五十三页11.6纳米技术(nàmǐjìshù)与纳米材料发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.6.3.6纳米材料在高科技中的应用纳米材料在高科技领域的应用应注意以下几个方面。（1）新型能源光电转换、热电转换材料及应用；高效太阳能转换材料及二次电池材料；纳米技术在海水提氢中的应用。（2）环境。（3）功能涂层材料。（4）电子和电力工业材料、新一代电子封装材料、厚膜电路用基板材料、各种浆料、用于电力工业的压敏电阻、线性电阻、非线性电阻和避雷器阀门；新一代的高性能PTC，NTC和负电阻温度系数的纳米金属材料。（5）新型用于大屏幕平板显示的发光材料，包括纳米稀土材料。（6）超高磁能第四代稀土永磁材料。……10.6.3纳米材料的发展动向共五十三页11.7绿色化学与精细化工清洁(qīngjié)生产工艺技术发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.7.1.1绿色化学的兴起和定义从科学观点看，绿色化学是对传统化学思维的创新和发展，是更高层次的化学科学；从环境观点看，它是从源头上消除污染，保护生态环境的新科学和新技术；从经济观点看，它是合理利用资源和能源，实现可持续发展的核心战略之一。10.7.1绿色化学与绿色化工技术共五十三页11.7绿色(lǜsè)化学与精细化工清洁生产工艺技术发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.7.1.2绿色化工技术绿色化工技术的内容较广泛，当前比较活跃的有如下方面。（1）新技术催化反应技术、新分离技术、环境保护技术、分析测试技术、微型化工技术、空间化工技术、等离子化工技术、纳米技术等；（2）新材料功能材料（如光敏树脂、高吸水性树脂、记忆材料、导电高分子）、纳米材料、绿色建材、特种工程塑料、特种陶瓷材料、甲壳素及其衍生物等；（3）新产品水基涂料、煤脱硫剂、生物柴油、生物农药、磁性化肥、无滴薄膜、生长调节剂、无土栽培液、绿色制冷剂、绿色橡胶、生物可降解塑料、纳米管电子线路、新配方汽油、新的海洋生物防垢产品、新型天然杀虫剂产品等；10.7.1绿色化学与绿色化工技术共五十三页11.7绿色化学与精细化工(jīnɡxìhuàɡōnɡ)清洁生产工艺技术发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.7.1.2绿色化工技术（4）催化剂生物催化剂、稀土催化剂、低害无害催化剂（如以铑代替汞盐催化剂制乙醛）等；（5）清洁原料农林牧副渔产品及其废物、清洁氧化剂（如双氧水、氧气）等；（6）清洁能源氢能源、醇能源（如甲醇、乙醇）、生物质能（如沼气）、煤液化、太阳能等；（7）清洁溶剂无溶剂、水为溶剂、超临界流体为溶剂等；（8）清洁设备特种材质设备（如不锈钢、塑料）、密闭系统、自控系统等；（9）清洁工艺配方工艺、分离工艺（如精馏、浸提、萃取、结晶、色谱等）、催化工艺、仿生工艺、有机电合成工艺等；……10.7.1绿色化学与绿色化工技术共五十三页11.7绿色化学与精细化工清洁生产工艺技术发展(fāzhǎn)动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.7.2.1实现清洁生产的途径10.7.2精细化工清洁生产工艺技术发展动向（1）合理利用资源和能源是精细化工实现可持续发展的重要前提。（2）实现产品生产全过程控制共五十三页11.7绿色化学(huàxué)与精细化工清洁生产工艺技术发展动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.7.2.2精细化工清洁生产工艺技术发展动向10.7.2精细化工清洁生产工艺技术发展动向发展精细化工的新模式1不断研究和开发绿色化学新工艺2不断设计、生产和使用环境友好产品3清洁催化技术的发展4发展对策5共五十三页11.8国内外精细化工的发展(fāzhǎn)特点与趋势第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.8.1国外精细化工发展的特点与趋势（1）精细化学品销售收入快速增长，精细化率不断提高（2）加强技术创新，调整和优化精细化工产品结构，产品更新换代快（3）联合兼并重组，增强核心竞争力共五十三页11.8国内外精细化工(jīnɡxìhuàɡōnɡ)的发展特点与趋势第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.8.1国外精细化工发展的特点与趋势（4）注重绿色化学品和精细化工清洁生产工艺技术的开发（5）全球精细化工产品重心向亚洲特别是中国转移（6）世界精细化工发展新趋势共五十三页11.8国内外精细化工的发展特点(tèdiǎn)与趋势第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.8.2国内精细化工的发展与趋势（1）精细化工取得长足进步，部分产品居世界领先地位（2）建设精细化工园区，推进产业集聚（3）跨国公司加速来华投资，有力推动精细化工发展共五十三页11.8国内外精细化工的发展(fāzhǎn)特点与趋势第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.8.2国内精细化工的发展与趋势（4）优先发展有创新能力的关键技术、积极采用先进生产装置和设备（5）深化体制改革、加强人才培养（6）中国精细化工发展新趋势共五十三页11.9其他(qítā)精细化工的发展新动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.9.1水处理剂的新发展10.9.1.1水资源危机及工业节水的重要性（1）水资源危机我国是一个水资源十分短缺的国家，占世界第六位。人均水资源仅占世界平均水平的1/4，为全球13个贫水国之一。（2）工业节水的重要性水是人类生存和工农业生产领域中极其宝贵的资源。共五十三页11.9其他(qítā)精细化工的发展新动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.9.1水处理剂的新发展10.9.1.2水处理剂的主要品种高分子絮凝剂1天然改性有机高分子2生物絮凝剂3绿色环保阻垢分散剂4共五十三页11.9其他精细化工(jīnɡxìhuàɡōnɡ)的发展新动向第11章精细化化工(huàgōng)发展新动向10.9.1水处理剂的新发展10.9.1.3前景展望（1）不断开